تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
الفلك من هيبار خوس إلى كبلر
المؤلف:
رولان أومنيس
المصدر:
فلسفة الكوانتم
الجزء والصفحة:
ص53
2025-10-14
23
يتساءل هنري بوانكاريه مندهشا هل ولد العلم أصلا، إذا كان الإنسان عاجزا عن تأمل موكب النجوم الآمن المنتظم عبر السماوات؟ إنها سحب أبدية، كتلك التي تغلف سماء كوكب الزهرة، أولم تلق بغياهب الظلمة على العقل، وبالمثل تماما على القلب؟ أما عن مشرق الشمس، فمن الذي يعلم ما يمكن أن يوحي به من توق إلى الصفاء والسطوع؟ لقد احتفظ البابليون والصينيون والهنود والمصريون والإنكا بوثائق حركة السماوات، فعل ذلك أيضا شعوب الشمال، من أهل ستونهنغ Stoneheng إلى المغول، أولئك الذين عبدوا الزرقة الأبدية، وراحوا يرقبون مسار المجموعات النجمية وهي تتهادى عبر السماوات مع إيقاع الفصول.
تظهر أولى البشائر البدائية للرياضيات مرتبطة برصد السماوات. ولعل ما يتجلى من اطراد يسود حركة الأجرام السماوية، هو بمنزلة دعوة لتأكيده وتنضيده والتنبؤ به عن طريق الأعداد في الحضارة الغربية، فعل هذا البابليون، وأيضا الإغريق حالما تسلحوا بالرياضيات الحقة. في هذا العهد الباكر، ظهرت عقليات حادة لتكتشف أن الأرض مستديرة، وفق ما تومئ ظلالها على القمر (ومن الموثوق به أن بارمنيدس أول من أدرك هذا، وفي ما بعد قياس محيطها بدقة بالغة - إراتوستينيز Eratothenes، 192-284 ق.م.). وقبل هذا ببضع سنوات كان أرسطارخوس الساموسي قد قاس بالفعل المسافة بين الأرض والشمس وبينها وبين القمر.
لم تكن كل هذه الكشوف مدفوعة حصريا بالرغبة التواقة في المعرفة والفهم، إنها تضرب بجذورها في تصورات للعالم كانت موجودة سلفا. والرغبة في التنبؤ بمسار الكواكب ارتبطت ارتباطا وثيقا بالاعتقاد في تأثيرها على حياة الناس وعلى الإمبراطوريات، وهو اعتقاد موغل في القدم. وفي النزعة العقلية الفيثاغورية، وفي مدارس أخرى، نجد أن عالم السماوات العلوي توشج توشجا لا تنفصم عراه بفكرة الكمال هذا الترابط سوف يدفع أرسطو إلى استكناه مبادئ صوفية خالصة مسار الأجرام السماوية لا بد أن يتسم بالكمال، وبالتالي لا يمكن لها أن تسير إلا في المنحنى الوحيد المكتمل أي الدائرة (وكان تبرير الاكتمال في الدائرة هو أنها المنحنى الوحيد المساوي لنفسه عند كل نقطة). ويعطينا أرسطارخوس مثالا آخر على شق هذا الطريق الوعر، وذلك بهجران التصور التقليدي للعالم ألم يقترح أننا نستطيع أن نفهم الظواهر السماوية بسهولة أكثر إذا افترضنا أن الأرض لا تعدو أن تكون جرما سماويا يتحرك حول الشمس؟ بيد أن الأرض سوف تحمل معها الأولمب، وهو مستقر الآلهة. ويا له من انتهاك للحرمات. هذا التجديف سوف يكلف أرسطار خوس الكثير. لقد أدين، وبات عليه أن ينكر فكرته، أو على الأقل يحتفظ بها لنفسه.
كان هيبارخوس Hipparchus هو النموذج القياسي للفلكي الإغريقي عاش في القرن الثاني قبل الميلاد، لكن لا أحد يعرف سني عمره على وجه التحديد، وتلك سخرية قاسية بشأن رجل تملك ناصية العدد وكان أستاذا من أساتذة العصر. اعتقد مثل سائر أسلافه، أن النجوم مثبتة في قبة علوية غطاء دائري للسماء يدور حول الأرض في دورات كل منها أربع وعشرين ساعة. وعلى هذا النحو يرسم كل نجم في مساره دائرة المنحنى المكتمل. احتفظ هيبارخوس بسجلات تفصيلية لرصوداته التي تتبعت الموضع الدقيق للأجرام السماوية مع مرور الزمن وأيضا يستفيد من معطيات قديمة وكنتيجة لهذا يكتشف سبق الاعتدالين الربيعي والخريفي (حدوث الاعتدال في وقت أسبق في كل سنة نجمية متعاقبة)، ويفسر هذا بأنه تمايل متباطئ لمحور الكرة النجمية.
وأيضا لاحظ الفارق بين الحركة الفعلية للكواكب - معتبرا الشمس والقمر كوكبين - وبين المسارات الدائرية التي نتوقع أن الأجرام الكوامل تدور فيها . إذن الكواكب مكتملة فقط بشكل تقريبي. تبعا لما يمليه اقترابها الوثيق من الأرض. ومن ثم تساءل هيبارخوس عن نوع الحركة التي لا تبلغ الكمال لكن تظل ملائمة للأجرام السماوية، بل لعلها هي التي تبث فيها النشاط. ولدهشته، وجد إجابتين محتملتين، الأولى تنطوي على حركة مرتبطة لدائرتين مثلا « د 1 » و « د 2» مركز « د 2» يرتحل عبر «د1» بحركة دائرية مطردة، بينما يسير الكوكب في الوقت نفسه في حركة دائرية هي د 2»، وأيضا بحركة مطردة . المسار الكوكبي الناجم عن هذا أقرب إلى أن يكون منحنى معقدا ، هو الفلك الدويري الفوقي epicycloid تأتي كلمة epicycloids من epi وتعني على القمة kuklos أما الحل الثاني فهو «دوائر الاختلاف المركزي eccentrics من المفهوم أن القمر مثلا، لا بد حقا أن يرسم مساره دائرة بحركة مطردة)، على أن مركز هذه الدائرة مختلف عن مركز الأرض. وسوف يلعب وجود هذين الحلين دورا محوريا في تاريخ الفلسفة (وبالمناسبة، لا واحد منهما صحيح تماما)، ويؤدي إلى بعض من أقدم وأعمق التأملات التي التجأت إليها الفلسفة لفهم طبيعة العالم وسوف نعود إلى هذا.
ومن بعد هيبارخوس أصبحت الأرصاد أدق وتستمر وقتا أطول، وبهذا أدرك مراقبو السماوات أنه لا الفلك الدويري الفوقي ولا دوائر الاختلاف المركزي يمكن أن تفسر حركة المريخ وحركة المشتري. وبالتالي أصبح من الضروري أن نلتجئ إلى بنيات أعقد، تنطوي على ثلاث دوائر أو أكثر يدور بعضها فوق بعض، وتنشأ عنها مسارات أكثر تعقيدا وتشابكا، هي أفلاك التدوير epicycles وكان بطليموس السكندري هو الذي قام أسـاســـا بالحسابات الضرورية لهذا، وهي حسابات بالغة التعقيد بالنظر إلى الوسائل التي كانت متاحة؛ وكانت دقة هذه الحسابات في التنبؤ بالكسوف وبالاقتران الفلكي والاستقبال الفلكي دقة لافتة حقا. ليس غرضنا هو الحديث عن تاريخ علم الفلك، وسوف نتخطى الأرصاد الصينية القيمة، وبالمثل أعمال الفلكيين العرب والفرس في العصور الوسطى، ونتجه توا إلى كوبرنيقوس Copernic (1473-1543) قبل وفاته بوقت قصير، نشر عملا يحمل موجزا للحسابات التي أجراها للحركات السماوية عبر سنوات عديدة. قامت هذه الحسابات على اساس فرض أرسطار خوس، الذي كان منسيا آنذاك أو على الأقل يجري تجاهله الشمس، وليست الأرض هي مركز العالم، والأرض تدور حول الشمس. ومازالت أفلاك التدوير هي التي تفسر حركة الكواكب، ولكن جرى تبسيطها إلى حد بعيد. على سبيل المثال، الحركة البادية لكوكب المشترى في النظرية الجديدة والتي نراها من الأرض تنتج عن ارتباط حركتين: حركة الأرض وحركة المشترى وكل منهما تدور حول الشمس ويستدل كوبرنيقوس من الحركة البادية للشمس على حركة الأرض، ثم يستخدم حركة الأرض من أجل التصويب المنهجي للحركة البادية لكل كوكب. وإذ يفعل هذا، فإنه يبسط نظام أفلاك التدوير تبسيطا عظيما. ما أكثر ما دون عن هذه الثورة الكوبرنيقية، والتي تمخضت عن جانبين شديدي الاختلاف. الجانب الأول، وهو تجريبي خالص، بارز وظاهر للعيان إلا أنه بالأحرى تقدم تكنيكي: لقد قل عدد أفلاك التدوير، وبالتالي أصبحت الحسابات أبسط - وعلى أي حال هذه الحسابات عمل فئة محدودة جدا من الناس. أما الجانب الثاني فهو حدث غير مسبوق في التاريخ على مدى جيل واحد تغير تمثل الجنس البشري للعالم.
وبدلا من تكرار أشياء قيلت مئات المرات سوف نشير إلى جيوردانو برونو G.Bruno (1548 - 1600) لتبيان ما كان مطروحا . تعطينا حالته بشخصيته المتطرفة، أفضل مثال. ولأنه دومنيكاني - على الأقل إلى أن ادت نظرته الجريئة إلى طرده من الطائفة الدومنيكانية - فقد كان رجلا متعلما مثقفا مدفوعا برغبة دافقة للفهم. كانت نظرية كوبرنيقوس بالنسبة إليه وحيا ثانيا منزلا . وينتج عنها أن الأرض مجرد كوكب، وأن الشمس مجرد جسم سماوي آخر مضيء، لا يختلف عن أي نجم آخر. وبالتالي لا يوجد أي سبب معين يجعل هذه الشمس في مركز العالم، هذا المركز في كل مكان إن الكون لا متناه. ثمة أيضا نجوم لا حصر لها، تفصل بينها مسافات شاسعة، هذا ما يثبته الضوء الخافت الذي يصل إلينا، ولا بد أن ثمة كواكب أخرى حول كل نجم من هذه النجم، مأهولة بلا ريب، تماما كما أن كوكبنا مأهول. في الواقع لم يكن برونو عالما فيزيائيا. إسهامه المتواضع في هذا العلم يقتصر على بضع ملاحظات موائمة حول القوة الطاردة المركزية وانجذاب الأرض بمحاذاة الغلاف الجوي، وعن طريق هذا كان تفسيره لعدم شعورنا بدوران الأرض. وإذا كان برونو يبدو لنا شخصية عظيمة، فذلك من حيث كونه لاهوتيا وفيلسوفا: لقد جرؤ على أن يجعل المنهج التوماوي مناقضا لذاته، وعلى أن يخرج من الأفكار الجديدة بنتائج بالغة الجرأة، وأن يقوض أقدس الإيقانيات المنغلقة القاطعة ليخرج من النظرة إلى العالم بوحدة الوجود، حيث الخالق والمخلوق وحدة واحدة هما الكيان نفسه. ونعلم أن رؤيته كلفته حياته ليموت حرقا، ضحية من ضحايا نظرة للعالم لم يرد أحد لها تغيرا.
ولنغفل هذه الجملة الاعتراضية ونتجه قدما إلى تيخو براهه Tycho Braha (1564 - 1601) وهو يمثل النمط النموذجي الأكمل لمراقب السماوات. إنه دنماركي من طبقة النبلاء، امتلك عددا من أدوات القياس شُيدت من أجل مرصده في جزيرة يوارنيبورغ، أسطرلابات ومزاول من أجود الصنوف، على الرغم من أنه لا واحد منها بالطبع كان مزودا بأجهزة بصرية . رصد السماوات لما يربو على عشرين عاما، ليسجل موقع الأجرام والأحداث في جداوله الرودلفية، لتكتمل في راتيسبون. ذلك أنه في راتيسبون استأجر شابا ألمانيا موهوبا في الحسابات ليعمل مساعدا له. إنه يوهانس كبلر J.Kepler (1571 - 1630).
في أعقاب تيخو إمام الملاحظة، يأتي الآن إمام التنظير، وهو يستحق منا أكثر من بضعة أسطر. لقد عرضنا في ما سبق الانعطافات التي أدت إلى الأسس النظرية للفلك الإغريقي: ثمة أولا الواقع المرئي، الأجرام السماوية والحلم الاكتمال والمثل الأعلى هو المطابقة بينهما . يبدو هذا قريب المنال بيد أن هناك تعارضات دفعت إلى تعديلات متتالية للفكرة الأصلية، حتى لم يعد شيء منها باقيا في الممارسة الفعلية بل فقط تقاليد خاوية في عصر كبلر ، كان الحلم المبدئي قد قضى نحبه ويمكن الآن هجرانه، ومع هذا تخلف عنه أثر عيني : الحسابات الطويلة المضجرة التي وضعت لترسم حركات الأجرام السماوية الموقف الراهن متميع - ولعله يرسم جانبا من شخصية كبلر المتقلبة - في موقع ما بين فشل الماضي ووعود المستقبل المراوغة. وأيا كان الوضع، فنحن الآن في سبيلنا إلى فرض نظام رياضي على كتلة المعلومات التي خلفها تيخو مسترشدين بالأعداد لا سواها، بدلا من الاسترشاد بمفاهيم قبلية ميتافيزيقية.
إن كبلر واحد من أولئك المؤرّقين بالبحث الدؤوب عن الانسجام، والذين صنعوا عصر النهضة تفكر مليا في معطيات تيخو المتراكمة كما لو كان يحل أحجية مجاهدا ومناضلا من أجل إيجاد النظام الخبيء والذي سوف يكشف عنه رويدا رويدا. في البداية يأتي قانون المساحات في العام 1604: الخط الواصل بين الشمس والكوكب يمسح مساحات متساوية في أزمنة متساوية. وبعد هذا بعام واحد صاغ فرضا جديدا حول حركات الكواكب، ولم يكن أول الفروض التي تخضع للاختبار مدارات الكواكب إهليلجية، تقع الشمس في إحدى بؤرتيها . ثم تطلب اختبار كل من هذين الفرضين كما هائلا من الحسابات العسيرة. ومع هذا، فكما يعرف جيدا أي شخص لديه خبرة بالحسابات المعقدة، فإن اقتراح إمكانية جديدة غير مستكشفة حتى الآن ليس يتطلب كثيرا - ربما مجرد أرقام متجاورة عرضا . وعلى هذا لا نندهش كثيرا أو نبحث عن سبب عميق (الأرجح الا نقترحه إلا بعد أن يتم كل شيء) لواقعة مفادها أن فرضا هندسيا قد يكون بسيطا بدرجة غير متوقعة قد نشأ عن حسابات كبلر، لأن حسابات أخرى سبقته الجديد حقا هو تشبثه العنيد بالبحث عن نوع ما من النظام بأي ثمن هذه المرة تلاءمت المعطيات مع الفروض بشكل باهر، وراحت أفلاك التدوير إلى الأبد. وأخيرا، في العام 1918، اكتشف كبلر نموذجا ثالثا للحركات الكوكبية في نظامنا الشمسي مكعبات المحاور الكبرى للمدارات (الإهليلجية) تتناسب مع مربعات السنوات الكوكبية (السنة الكوكبية هي المدة التي يستغرقها الكوكب ليقطع دورة كاملة حول الشمس).
وحينئذ سوف تشرع فكرة مستجدة تماما في الاختمار على مهل أليس من الممكن أن الطبيعة الجامدة ينبغي عليها أن ضع لنظام تفرضه الرياضيات والواقع أن هذه الفكرة تعود إلى فيثاغورث، بيد أن صورتها الحالية نوع من الارتداد فهي لم تعد سؤالا عن البداية، بمعية أفكار متصورة قبلا عن الاكتمال مصوغة في حدود رياضية، ثم تفرض نفسها على الوقائع. العكس تماما هو الصحيح. البداية الآن من الوقائع الغشوم ثم نحاول أن نرى ما إذا كانت قد انبنت وفقا لقواعد ما رياضية. إن مثل هذه القواعد لهي قواعد تجريبية بمعنى ما، لأننا نقبلها من دون أن يكون ضروريا أن نفهم مغزاها العميق على أن اكتشاف هذه القواعد كثيرا ما يتطلب خيالا خصيبا وجهدا سابقا، كما تبين حالة كبلر ذاته إن قوانينه الثلاثة نموذج قياسي الفكرة القاعدة التجريبية، جرى الاستشهاد به مرارا وتكرارا.
ونحن الآن على إلف تام برؤية الواقع المادي يتكيف مع القواعد العددية حتى أنه يصعب في معظم الأحوال أن نقدّر واقعة مدهشة حول ما إذا كانت هذه القواعد توجد أصلا. والمدهش أكثر هو النجاح القاطع تقريبا الذي يحالفنا حيثما نشرع في البحث عن إحدى هذه القواعد بل وربما المزيد والمزيد من الدهشة، لأن كل هذه القواعد تتوافق مع بعضها في انسجام رائع، بدلا من أن تعارض إحداها الأخرى. لقد أدى علم الفلك مع كبلر دوره في توليد العلم الحديث، وذلك بكشفه عن وجود قوانين تجريبية تتخذ الصورة الرياضية.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في علم الفلك
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
